[发明专利]光纤高温应变片

说明书

一种光纤高温应变片，在基底片上加工有卡槽，卡槽内设相互连接的光纤温度应变传感器、封装在毛细玻璃管内的光纤温度传感器、热塑管，热塑管的一端与毛细玻璃管的端部相连、另一端与尾纤保护套相连，光纤尾纤依次穿过热塑管、尾纤保护套与跳线相连接。使用过程中防止光纤温度应变传感器、光纤温度传感器脱落，用高温胶对光纤温度应变传感器固定时引入一定的预应力，毛细玻璃管固定在基底片卡槽内，与尾纤保护套被热塑管热塑封装，对光纤温度传感器起到封装保护、隔绝应变影响，使得整体形成封闭结构，对尾纤起到了保护作用，提高了应变片的强度。本发明具有结构简单、使用方便、运行稳定等优点，满足室温至1000℃环境下的温度、应变同时测定。

技术领域

本发明属于光纤传感器技术领域，具体涉及光纤高温应变片。

背景技术

温度-应变双参量同时精确测量问题一直是结构健康监测领域中的关键技术问题，尤其是高速飞行器中的蒙皮部位的应力检测。美国国家航空航天局从20世纪80年代开展利用应变信息反映飞机机翼形状变化的应用研究。目前电阻应变片测试技术是了解构件实际工作应力最主要、最实用的测试方法，随着工作温度的提高，这种测试方法有很多尚待解决的问题，除了基底栅丝材料、制造工艺复杂，应变计粘贴防护、改装引线、应变测量、数据处理等环节都存在技术难点。

随着现代光学技术、光电子检测技术、数字图像处理技术和图像采集设备的迅猛发展，利用光学方法实现应变测量与监测的光测力学技术和光纤传感技术，己经成为力学特性测试、测量和监测中的重要分支。特别是光纤传感器，作为传感器的后起之秀，拥有丰富的结构类型和多样的传感机理，其中对于温度和应变参量的传感具有优异的特点，同时凭借高的响应灵敏度，小巧的自身体积，良好的抗电磁干扰性能力，易于配置的外形以及耐高温和耐腐蚀的特点，可实现多点和多参量测量的能力。

上述的光纤温度应变传感器主要存在应变检测范围和温度检测范围小，应变检测范围为0～200με，温度检测范围为室温～80℃，不能在应变检测范围和温度检测范围较大的环境中使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述应变传感器对温度与应变交叉敏感、难以区分测量的缺点，提供一种结构简单、体积小、灵敏度高的光纤高温应变片。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：在基底片上加工有卡槽a，卡槽a内设置有相互连接的光纤温度应变传感器、封装在毛细玻璃管内的光纤温度传感器、热塑管，热塑管的一端与毛细玻璃管的端部相连、另一端与尾纤保护套相连，光纤尾纤依次穿过热塑管、尾纤保护套与跳线相连接。

本发明的光纤温度应变传感器由光纤以及刻写在光纤上的温度应变热再生光栅构成，光纤温度传感器由光纤以及刻写在光纤上的温度热再生光栅构成。

本发明的温度应变热再生光栅的栅区长度为10mm、中心波长为1515～1575nm,温度热再生光栅的栅区长度为10mm、中心波长为1510～1570nm,温度热再生光栅位于毛细玻璃管内，温度热再生光栅与温度应变热再生光栅之间的距离为20～30mm。

本发明的温度热再生光栅与温度应变热再生光栅一侧的毛细玻璃管端部之间的距离10～15mm。

本发明的光纤温度应变传感器也可以为法布里-珀罗干涉仪传感器。

本发明的光纤温度应变传感器还可以为马赫-曾德尔干涉仪传感器。

本发明的光纤为石英光纤、蓝宝石衍生光纤、YAG晶体光纤、光子晶体光纤中的任意一种。

本发明的毛细玻璃管为石英玻璃毛细管、硼硅玻璃毛细管、蓝宝石晶体毛细管。